DE60101399T2

DE60101399T2 - Verfahren zur Herstellung organischer Pigmente

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Publication number: DE60101399T2
Application number: DE60101399T
Authority: DE
Inventors: Gregory R. Schulz
Original assignee: Sun Chemical Corp
Current assignee: Sun Chemical Corp
Priority date: 2000-03-03
Filing date: 2001-02-20
Publication date: 2004-09-16
Anticipated expiration: 2021-02-21
Also published as: MX216964B; EP1132434A3; DE60101399D1; EP1132434B1; CA2337314A1; EP1132434A2; MXPA01002215A; CA2337314C; US6440207B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung leicht dispergierbarer organischer Pigmente durch Mahlen solcher Pigmente in Gegenwart von aromatischen Polyalkylenoxid-Dispergiermitteln.
Wie nach chemischer Synthese erhaltene rohe organische Pigmente sind im Allgemeinen zur Verwendung als Pigmente in Beschichtungsformulierungen ungeeignet. Deshalb werden rohe organische Pigmente einem oder mehreren Nachbearbeitungsschritten unterzogen, durch welche Teilchengröße, Teilchenform, Oberflächeneigenschaften und/oder Kristallstruktur des Pigments in solcher Weise modifiziert werden, dass ein Pigment mit guter Pigmentqualität bereitgestellt wird. Siehe zum Beispiel, W. Carr „Improving the Physical Properties of Pigments" in Pigment Handbook, Bd. III (New York: John Wiley & Sons, Inc., 1973), S. 29–35; W. Herbst und K. Hunger, Industrial Organic Pigments (New York VCH Publishers, Inc., 1993), S. 205–207; R. B. McKay „The Development of Organic Pigments with Particular Reference to Physical Form and Consequent Behavior in Use" in Rev. Prog. Coloration, 10, 25– 32 (1979); und R. B. McKay, „Control of the application performance of classical organic pigments" in JOCCA, 89–93 (1989), hier durch Bezugnahme aufgenommen. Bei einigen Nachbearbeitungsverfahren können einer oder mehrere der Nachbearbeitungsschritte eine starke Mineralsäure einschließen, gefolgt von Ausfällung des Pigments und/oder Mahlen des rohen Pigments. Ein einen Schritt mit starker Säure vermeidendes Pigment-Konditionierungsverfahren wäre wünschenswert, weil die Eliminierung eines solchen Schritts die mit ätzenden Chemikalien verbundenen Umwelt- und Gesundheitsrisiken reduzieren und die mit Pigment-Konditionierungsverfahren verbundenen Kosten erniedrigen würde. Rohe organische Pigmente, die einem Pigment-Konditionierungsverfahren unterzogen wurden, werden konditionierte organische Pigmente genannt und typischerweise im Handel vertrieben.
Verschiedene Dispergiermittel wurden verwendet, um konditionierte organische Pigmente in Beschichtungssystemen in einen dispergierten Zustand zu dispergieren und zu halten. Eingeschlossen unter den bekannten Dispergiermitteln für diese Verwendung sind Verbindungen auf Polyalkylenoxid-Basis, wie diejenigen, die in den U.S.-Patenten 4,186,029, 4,373,930, 4,403,077, 4,436,522, 4,872,916, 4,927,463, 5,073,585, 5,266,622, 5,466,482, 5,494,511, 5,855,662, 5,935,272, 5,922,122, und 5,935,315, im Britischen Patent 2,090,876, in den Deutschen Offenlegungsschriften 2,414,455 und 19,811,791, im Polnischen Patent 127,761 und in der PCT-Anmeldung WO 99/49963 beschrieben sind. Die erhaltenen Pigmentdispersionen oder -pasten können mit anderen Komponenten (wie Harzen oder anderen Zusatzstoffe) kombiniert werden, um Farben und andere Beschichtungen zu bilden. Jedoch wurde von solchen Dispergiermitteln nicht beschrieben, dass sie zum Mahlen von rohen organischen Pigmenten verwendet werden, die vor der Verwendung in Farben oder anderen Beschichtungsmitteln als Trockenpulver isoliert werden.
U.S.-Patent 5,466,482 offenbart die Verwendung von bestimmten Phosphatester-Dispergiermitteln zur Oberflächenbehandlung von organischen Pigmenten, die nach Isolierung sogar in Abwesenheit von zusätzlichem Dispergiermittel leicht dispergierbar sind. Dieses Patent offenbart jedoch nicht die Verwendung von solchen Dispergiermitteln während des Mahlens oder anderen Konditionierungsverfahren.
U.S.-Patent 5,472,494 offenbart Pigment-Zubereitungen, die organische Pigmente, bestimmte Perylensulfonat- oder Carboxylat-Derivate und optionale Zusatzstoffe, einschließlich Dispergiermittel, enthalten, die vor, während oder nach der Pigment-Konditionierung gemischt werden können. Aromatische Polyalkylenoxid-Dispergiermittel sind nicht offenbart.
PCT-Anmeldung WO 99/38920 offenbart Pigment-Zusammensetzungen, die ein Isoindolinpigment, bestimmte Alkylendicarbonsäuredialkylester und gegebenenfalls Fettsäureester von Polyhydroxyalkanen, die eine oder mehrere Ethergruppen aufweisen können, enthalten. Aromatische Polyalkylenoxid-Dispergiermittel sind nicht offenbart.
U.S.-Patent 5,626,662 offenbart ein zweistufiges Mahlverfahren zur Herstellung von fein verteilten organischen Pigmenten, in welchem zuerst kristalline Pigmente grob gemahlen und die erhaltenen fein verteilten Vorpigmente in wässriger Suspension dann in einer Rühr- Kugelmühle mit einer Leistungsdichte von mehr als 2,5 kW pro Liter und einer peripheralen Rührergeschwindigkeit von mehr als 12 m/s unter Verwendung eines Mahlmediums von nicht mehr als 1 mm nass gemahlen werden. Mahl-Hilfsmittel, einschließlich oberflächenaktive Mittel, können in Mengen von bis zu 10 Gew.-%, bezogen auf das rohe Pigment, während jedem Mahlschritt zugesetzt werden. Das erhaltene gemahlene Pigment wird durch Filtration aufgefangen und der erhaltene Filterkuchen dann gewaschen und getrocknet. Beide Mahl-schritte müssen durchgeführt werden, um gewünschte Pigmenteigenschaften zu erzielen.
Pigment-Konditionierungsschritte, einschließlich Mahlen bzw. Kneten in einem flüssigen Medium auch unter Verwendung von wie hier definierten Dispergiermitteln, sind in WO 00/37542, WO 00/37168, WO 98/50828, EP-A-894 835, EP-A-753 552, EP-A-732 382, US 6,031,024 , US 5,913,971 offenbart.
Es wurde nun gefunden, dass erfindungsgemäß erhaltene Pigmente nach dem Mahlen in Gegenwart von aromatischen Polyalkylenoxid-Dispergiermitteln anders als in herkömmlicher Weise dispergierte Pigmente Einrühr-Pigmente sind, die in wässrigen Medien leicht dispergierbar sind und sich beim Stehenlassen nicht absetzen. Als Ergebnis sind erfindungsgemäß hergestellte Pigmente zur Verwendung in Beschichtungssystemen auf Wasserbasis wie Beschichtungszusammensetzungen, Farben und Drucktinten besonders geeignet.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung dispergierbarer organischer Pigmente, umfassend

(a) Mahlen eines Gemisches, umfassend
(1) ein oder mehrere organische Pigmente
(2) mindestens etwa 1 Gew.-% ein oder mehrerer aromatischer Polyalkylenoxid-Dispergiermittel, bezogen auf das organische Pigment,
(3) 0 bis etwa 10 Gewichtsteile einer Mahlflüssigkeit, in welcher das organische Pigment im Wesentlichen unlöslich ist, bezogen auf das organische Pigment,
(4) 0 bis etwa 50 Gew.-% ein oder mehrere von dem Dispergiermittel (2) verschiedene Mahlzusatzstoffe, bezogen auf das organische Pigment, und
(5) 0 bis etwa 20 Gew.-% ein oder mehrerer Zusatzstoffe zur Oberflächenbehandlung, bezogen auf das organische Pigment,
(b) gegebenenfalls Zugeben zu dem gemahlenen Pigment
(6) einer oder mehrerer Flüssigkeiten, in welchen das organische Pigment im Wesentlichen unlöslich ist, in solchen Mengen, dass der Gesamtgehalt an Feststoffen nicht unter etwa 10% reduziert wird, und
(7) eines oder mehrerer mehrwertiger Metallsalze und/oder eines oder mehrerer quartärer Ammoniumsalze; und
(c) Isolieren des gemahlenen organischen Pigments (vorzugsweise durch andere Verfahren als Filtration).

Im Verfahren der vorliegenden Erfindung wird ein organisches Pigment mit einem oder mehreren aromatischen Polyalkylenoxid-Dispergiermitteln, einer optionalen Mahlflüssigkeit und gegebenenfalls einem oder mehreren Mahlzusatzstoffen gemahlen, gefolgt von Isolierung. Die Komponenten des Mahlgemischs können in solcher beliebigen Reihenfolge zugesetzt oder kombiniert werden, das vorzugsweise (jedoch nicht notwendigerweise) alle zu Beginn des Mahlens vorliegen. Die erhaltenen organischen Pigmente enthalten leicht dispergierbare einzelne Teilchen oder lose gebundene Aggregate.
Organische Pigmente
Geeignete organische Pigmente zur Verwendung bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung schließen Perylene, Chinacridone, Phthalocyanine, 1,4-Diketopyrrolopyrrole, Isoindoline, Indanthrone, Dioxazine (das heißt, Triphendioxazine), Anthrapyrimidine, Anthanthrone, Flavanthrone, Indanthrone, Isoindoline, Perinone, Pyranthrone, Thioindigos, 4,4'-Diamino-1,1'-dianthrachinonyl- und Azo-Verbindungen sowie substituierte Derivate davon ein. Bevorzugte organische Pigmente sind Perylen, Chinacridon, Phthalocyanin, 1,4-Diketopyrrolopyrrole und Isoindolin-Pigmente. Gemische, einschließlich fester Lösungen, können ebenso hergestellt werden. Die organischen Pigmente können als rohe organische Pigmente, die nach chemischer Synthese nicht modifiziert wurden, oder als Pigmente, die durch andere Verfahren als das Verfahren der vorliegenden Erfindung konditioniert oder auf andere Weise behandelt wurden, verwendet werden.
Bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung verwendete Perylen-Pigmente können unsubstituiert oder substituiert sein. Substituierte Perylene können zum Beispiel an Imid- Stickstoffatomen substituiert sein, und Substituenten können einen Alkylrest mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, einen Alkoxyrest mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen und ein Halogenatom (wie ein Chloratom) oder Kombinationen davon einschließen. Substituierte Perylene können mehr als einen beliebigen Substituenten enthalten. Die Diimide und Dianhydride von Perylen-3,4,9,10-tetracarbonsäure sind bevorzugt. Rohe Perylene können durch auf dem Fachgebiet bekannte Verfahren hergestellt werden. Siehe bitte W. Herbst und K. Hunger, Industrial Organic Pigments (New York: VCH Publishers, Inc., 1993), S. 9 und 467–475; H. Zollinger, Color Chemistry (VCH Verlagsgesellschaft, 1991), S. 227–228 und 297–298; und M. A. Perkins „Pyridines und Pyridones" in The Chemistry of Synthetic Dyes and Pigments, Hrsg. H. A. Lubs (Malabar, Florida: Robert E. Krieger Publishing Company, 1955), S. 481–482, hier durch Bezugnahme aufgenommen.
Wie hier verwendete Chinacridon-Pigmente schließen unsubstituierte oder substituierte Chinacridone (z. B. mit einem oder mehreren Alkyl-, Alkoxyresten, Halogenatomen wie Chloratomen oder anderen für Chinacridon-Pigmente typischen Substituenten) ein und sind für die Durchführung der vorliegenden Erfindung geeignet. Die Chinacridon-Pigmente können durch beliebige der verschiedenen auf dem Fachgebiet bekannten Verfahren hergestellt werden, werden jedoch vorzugsweise durch thermischen Ringschluss von verschiedenen 2,5-Dianilinoterephthalsäure-Vorläufern in Gegenwart von Polyphosphorsäure hergestellt. Zum Beispiel S. S. Labana und L. L. Labana „Chinacridones" in Chemical Review, 67, 1–18 (1967); und U.S.-Patente 3,157,659, 3,256,285, 3,257,405 und 3,317,539.
Phthalocyanin-Pigmente, insbesondere Metallphthalocyanine können bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Obwohl Kupferphthalocyanine bevorzugt sind, können auch andere metallhaltige Phthalocyanin-Pigmente wie diejenigen auf der Basis von Zink, Cobalt, Eisen, Nickel und anderen solchen Metallen verwendet werden. Metallfreie Phthalocyanine sind ebenso geeignet, jedoch im Allgemeinen weniger bevorzugt. Phthalocyanin-Pigmente können unsubstituiert oder z. B. mit einem oder mehreren Alkylresten (mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen), Alkoxyresten (mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen), Halogenatomen wie Chloratomen oder anderen für Phthalocyanin-Pigmente typischen Substituenten teilweise substituiert sein. Rohe Phthalocyanine können durch beliebige der auf dem Fachgebiet bekannten verschiedenen Verfahren hergestellt werden. Sie werden vorzugsweise durch eine Umsetzung von Phthalsäureanhydrid, Phthalonitril oder Derivaten davon mit einem Metall- Donor, einem Stickstoff-Donor (wie Harnstoff oder dem Phthalonitril selbst) oder einem optionalen Katalysator vorzugsweise in einem organischen Lösungsmittel hergestellt. Zum Beispiel W. Herbst und K. Hunger, Industrial Organic Pigments (New York: VCH Publishers, Inc., 1993), S. 418–427, H. Zollinger, Color Chemistry (VCH Verlagsgesellschaft, 1991), S. 101–104 und N. M. Bigelow und MA Perkins, „Phthalocyanine Pigments" in The Chemistry of Synthetic Dyes and Pigments, Hrsgb. H. A. Lubs (Malabar, Florida: Robert E. Krieger Publishing Company, 1955), S. 584–587; siehe auch U.S.-Patente 4,158,572, 4,257,951, und 5,175,282 und Britisches Patent 1,502,884, hier durch Bezugnahme aufgenommen.
Geeignete Ausgangspigmente schließen organische Pigmente mit großen Teilchengrößen ein, die keine gute Dispergierbarkeit oder Färbeeigenschaft aufweisen. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung kann zum Umwandeln solcher Pigmente mit großen Teilchen zu leicht dispergierbaren Formen verwendet werden. Sogar bei Vorbehandeln mit Konditionierungsmitteln (einschließlich aromatischen Polyalkylenoxid-Dispergiermitteln), Auffangen und Mahlen durch herkömmliche Verfahren zeigen solche Pigmente mit großen Teilchen keine deutlich verbesserte Dispergierbarkeit. Solche vorbehandelten Pigmente können auch in Gegenwart von erfindungsgemäßen aromatischen Polyalkylenoxid-Dispergiermitteln verbessert werden.
Geeignete Ausgangspigmente schließen auch organische Pigmente ein, in welchen die Teilchen, obwohl sie kleiner sind, aggregieren und folglich ebenso keine optimale Dispergierbarkeit oder Färbeeigenschaften zeigen. Zum Beispiel können viele die Teilchengröße reduzierende Verfahren wie Trocken-Mahlen (z. B. Düsen-Mahlen, Kugel-Mahlen und dergleichen) Aggregate mit schlechter Dispergierbarkeit erzeugen. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung kann zum Umwandeln solcher aggregierten Pigmente zu leicht dispergierbaren Formen verwendet werden.
Dispergiermittel
Organische Pigmente werden durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung durch Zugabe von einem oder mehreren aromatischen Polyalkylenoxid-Dispergiermitteln zu einem oder mehreren organischen Pigmenten konditioniert. Polyalkylenoxid-Dispergiermittel, die keine aromatischen Gruppen enthalten (z. B. Polyethylenoxid mit endständiger Hydroxygruppe wie Carbowax 1000), erzeugen keine leicht dispergierbaren Pigmente.
Der Begriff „aromatisches Polyalkylenoxid-Dispergiermittel" bedeutet Verbindungen, welche die Dispersion von organischen Pigmenten fördern und dadurch gekennzeichnet sind, dass sie eine oder mehrere aromatische oder heteroaromatische Einheiten aufweisen, die an eine oder mehrere Polyalkylenoxidketten durch Kohlenstoff-, Sauerstoff-, Schwefel- und/oder Stickstoffatome gebunden sind. Die aromatischen Einheiten und Polyalkylenoxidketten können gegebenenfalls weiter mit zum Beispiel einer oder mehreren Hydroxygruppen, Alkyl-, Alkoxy-, Alkylamino-, Aryl-, Aryloxy-, Arylamino-, Heteroaryl-, Heteroaryloxy-, Heteroarylamino-, Aralkylrestert, Halogenatomen, Sulfonsäuregruppen (einschließlich Salzen, Estern oder Amiden davon), Carbonsäuregruppen (einschließlich Salzen, Estern oder Amiden davon) oder Phosphonsäuregruppen (einschließlich Salzen, Estern oder Amiden davon) substituiert sein.
Bevorzugte aromatische Polyalkylenoxid-Dispergiermittel schließen Verbindungen der allgemeinen Formel (I) Ar-X-[-Alk-O-]_m-Alk-Y-R (I)ein, wobei
Ar ein aromatischer Kohlenwasserstoffrest (vorzugsweise Phenyl oder Naphthyl, insbesondere Phenyl, substituiert mit C₁-C₂₀-Alkyl- oder C₇-C₁₆-Aralkylresten) oder ein heteroaromatischer Rest, in welchem ein oder mehrere Ringatome N, O, S sind, oder eine Kombination davon ist;
Alk ein C₂-C₆-Alkylen (vorzugsweise Ethylen und/oder 1,2-Propylen) ist;
X eine direkte Bindung oder eine -O-, -S-, -NR¹-, -SO₂-, -CO-, -Alk¹- oder -Ar¹-Brückengruppe oder eine chemisch sinnvolle Kombination aus einer oder mehreren -O-, -S-, -NR¹-, -SO₂-, -CO-, -Alk¹- oder -Ar¹-Resten bedeutet, wobei
R¹ Wasserstoff, C₁-C₆-Alkyl, C₅-C₇-Cycloalkyl, C₇-C₁₆-Aralkyl, ein aromatischer Kohlenwasserstoffrest (vorzugsweise Phenyl), ein heteroaromatischer Rest, in welchem ein oder mehrere Ringatome N, O, S sind oder eine Kombination davon, C₂-C₈-Alkanoyl, C₇-C₁₆-Aralkanoyl, C₇-C₁₁-Aroyl, (C₁-C₆-Alkoxy)carbonyl, (C₇-C₁₆-Aralkoxy)carbonyl, (C₆-C₁₀-Aryloxy)carbonyl, Carbamoyl, (C₁-C₆-Alkylamino)carbonyl oder (C₆-C₁₀-Aryl amino)carbonyl ist, oder R¹ an Ar durch eine direkte Bindung oder indirekt durch ein oder mehrere -SO₂-, -CO- oder -Alk¹- gebunden ist, um einen kondensierten 5- oder 6-gliedrigen Ring (vorzugsweise eine Phthalimid- oder Naphthalimidgruppe) zu bilden,
Alk¹ C₁-C₈-Alkylen oder C₅-C₇-Cycloalkylen ist, und
Ar¹ C₆-C₁₀-Arylen ist;
R Wasserstoff, C₁-C₂₀-Alkyl (vorzugsweise C₁-C₆-Alkyl), C₂-C₂₀-Alkenyl oder Alkadienyl, C₅-C₇-Cycloalkyl, C₅-C₇-Cycloalkenyl oder Cycloalkadienyl, C₇-C₁₆-Aralkyl, ein aromatischer Kohlenwasserstoffrest (vorzugsweise Phenyl oder Naphthyl), ein heteroaromatischer Rest, in welchem ein oder mehrere Ringatome N, 0, S sind oder eine Kombination davon, C₂-C₈-Alkanoyl, C₇-C₁₆-Aralkanoyl, C₇-C₁₁-Aroyl, (C₁-C₆-Alkoxy)carbonyl, (C₇-C₁₆-Aralkoxy)carbonyl, (C₆-C₁₀-Aryloxy)carbonyl, Carbamoyl, (C₁-C₆-Alkylamino)carbonyl, (C₆-C₁₀-Arylamino)carbonyl, eine Sulfonsäuregruppe oder ein Salz, Ester oder Amid davon, eine Carbonsäuregruppe oder ein Salz, Ester oder Amid davon, eine Phosphonsäuregruppe oder ein Salz, Ester oder Amid davon, oder, falls Y eine direkte Bindung ist, eine Amino- oder Ammoniumgruppe oder ein Halogenatom ist;
Y eine direkte Bindung oder eine -O-, -S-, -NR²-, -SO₂-, -CO-, -Alk²- oder -Ar²-Brückengruppe oder eine chemisch sinnvolle Kombination von ein oder mehreren -O-, -S-, -NR²-, -SO₂-, -CO-, -Alk²- oder -Ar²- Gruppen bedeutet, wobei
R² Wasserstoff, C₁-C₆-Alkyl, C₅-C₇Cycloalkyl, C₇-C₁₆-Aralkyl, ein aromatischer Kohlenwasserstoffrest (vorzugsweise Phenyl), ein heteroaromatischer Rest, in welchem ein oder mehrere Ringatome N, O, S sind, oder eine Kombination davon, C₂-C₈-Alkanoyl, C₇-C₁₆-Aralkanoyl, C₇-C₁₁Aroyl, (C₁-C₁₆-Alkoxy)carbonyl, (C₇-C₁₆-Aralkoxy)carbonyl, (C₆-C₁₀-Aryloxy)carbonyl, Carbamoyl, (C₁-C₆-Alkylamino)carbonyl oder (C₆-C₁₀-Aryl-amino)carbonyl ist,
mit der Maßgabe, dass, wenn R Alkyl, Alkenyl, Alkadienyl, Cycloalkyl, Cycloalkenyl, Cycloalkadienyl, Aralkyl, ein aromatischer Kohlenwasserstoffrest, ein heteroaromatischer Rest, Alkanoyl, Aralkanoyl, Aroyl, Alkoxycarbonyl, Aralkoxycarbonyl, Aryloxycarbonyl, Carbamoyl, Alkylaminocarbonyl oder Arylaminocarbonyl (vorzugsweise eine Phenyl- oder Naphthylgruppe) ist, dann kann R² auch an R direkt durch eine Bindung oder indirekt durch ein oder mehrere -SO₂-, -CO- oder -Alk²- gebunden sein, um einen 5- oder 6-gliedrigen Ring (vorzugsweise eine Phthalimid- oder Napththalimidgruppe) zu bilden,
Alk² C₁-C₈-Alkylen oder C₅-C₇-Cycloalkylen ist, und
Ar² C₆-C₁₀-Arylen ist; und
m ein Wert von etwa 2 bis etwa 100 (vorzugsweise von 5 bis 50, stärker bevorzugt von 10 bis 30) ist.
Obwohl im Allgemeinen weniger bevorzugt, sind Verbindungen, in welchen der Rest Ar mit mehr als einer Gruppe (vorzugsweise zwei oder drei Gruppen) der Formel -X-[-Alk-O-]_m-Alk-Y-R substituiert ist, ebenso geeignete aromatische Polyalkylenoxid-Dispergiermittel.
Wie hier verwendet, bedeutet der Begriff „aromatischer Kohlenwasserstoffrest" Phenyl und 1-oder 2-Naphthyl sowie Gruppen, die von anderen ringkondensierten aromatischen Kohlenwasserstoffen abgeleitet sind. Aromatische Kohlenwasserstoffreste, die zumindest einen gewissen Grad an Pigmenteigenschaften aufweisen, sind, obwohl im Allgemeinen weniger bevorzugt, in der Bedeutung von „aromatischen Kohlenwasserstoffresten" eingeschlossen. Der Begriff „aromatischer Kohlenwasserstoffrest" schließt auch aromatische Kohlenwasserstoffreste ein, die mit bekannten Substituenten wie C₁-C₂₀-Alkyl (einschließlich Alkyl, in welchem ein oder mehrere Kohlenstoffatome durch Sauerstoff, Schwefel oder Stickstoff so ersetzt sind, dass Heteroatome nicht benachbart sind), C₁-C₂₀-Alkoxy (einschließlich Alkoxy, in welchem ein oder mehrere Kohlenstoffatome durch Sauerstoff, Schwefel oder Stickstoff so ersetzt sind, dass Heteroatome nicht benachbart sind), C₁-C₂₀-Alkylamino (einschließlich Alkylamino, in welchem ein oder mehrere Kohlenstoffatome durch Sauerstoff, Schwefel oder Stickstoff so ersetzt sind, dass Heteroatome nicht benachbart sind), C₇-C₃₀-Aralkyl (wie Benzyl oder an beliebigem Kohlenstoffatom substituiertes Benzyl), Halogen, Hydroxy (einschließlich tautomere Oxoformen), Cyano, Nitro und verschiedene Carboxy- und Sulfoxy-Derivate (wie die freien Säuren oder Salze, Ester und Amide) sowie anderen bekannten Gruppen ringsubstituiert sind.
Der Begriff „heteroaromatischer Rest" bedeutet fünf- oder sechsgliedrige aromatische Reste sowie ringkondensierte Analoga davon, in welchen mindestens ein Ringatom N, O, S ist, oder eine Kombination davon. Heteroaromatische Reste, die zumindest einen gewissen Grad an Pigmenteigenschaften aufweisen, sind, obwohl im Allgemeinen weniger bevorzugt, in der Bedeutung von „heteroaromatischen Resten" eingeschlossen. Der Begriff „heteroaromatischer Rest" schließt auch heteroaromatische Reste ein, die mit Hydroxy (einschließlich den tautomeren Oxoformen) und anderen wie vorstehend in Bezug auf aromatische Kohlenwasserstoffreste beschriebenen Substituenten ringsubstituiert sind. Geeignete Heteroarylreste schließen diejenigen ein, die an ein Ring-Kohlenstoffatom, das einem oder zwei (vorzugsweise zwei) Ringheteroatomen benachbart ist (wie in 2-Pyrimidinyl, 2-Imidazolyl, 2-Diazolyl, 2-Thiazolyl, 2-Oxazolyl und dergleichen), oder, wo chemisch sinnvoll, an ein Ring-Stickstoffatom gebunden sind.
Die Begriffe „C₁-C₈-Alkylen" und „C₂-C₆-Alkylen" bedeuten geradkettige oder verzweigte aliphatische Kohlenwasserstoffreste mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen bzw. 2 bis 6 Kohlenstoffatomen und zwei Bindungsstellen. Beispiele für solche Alkylenreste sind Methylen, Ethylen, Propylen, Butylen, Pentylen, Hexylen, Heptylen, Octylen und isomere Formen davon. Bevorzugte Alkylenreste sind Ethylen und 1,2-Propylen. Der Begriff „C₅-C₇-Cycloalkylen" bedeutet gleichermaßen cycloaliphatische Kohlenwasserstoffreste mit 5 bis 7 Kohlenstoffatomen und zwei Bindungsstellen. Der Begriff „C₆-C₁₀-Arylen" bedeutet aromatische Kohlenwasserstoffreste, die wie vorstehend beschrieben sind, außer dass sie zwei Bindungsstellen aufweisen. Beispiele für C₆-C₁₀-Arylen sind o-, m-, und p-Phenylen und substituierte Derivate davon.
Die Begriffe „C₁-C₆-Alkyl" und „C₁-C₂₀-Alkyl" bedeuten geradkettige oder verzweigte aliphatische Kohlenwasserstoffreste mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen beziehungsweise 1 bis 20 Kohlenstoffatomen. Beispiele für solche Alkylreste sind Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl, Hexyl, Lauryl (d. h. Dodecyl), Myristyl (d. h. Tetradecyl), Cetyl (d. h. Hexadecyl), Stearyl (d. h. Octadecyl), Eicosanyl, Docosanyl (d. h. Behenyl) und die isomeren Formen davon. Der Begriff „C₁-C₂₀-Alkoxy" bedeutet geradkettige oder verzweigte Alkyloxyreste mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen. Beispiele für C₁-C₂₀-Alkoxy sind Methoxy, Ethoxy, Propoxy, Butoxy, Pentyloxy, Hexyloxy und die isomeren Formen davon. Alkyl- und Alkoxyreste, in welchen ein oder mehrere Kohlenstoffatome durch Sauerstoffatome ersetzt sind, so dass keine zwei Sauerstoff atome zueinander benachbart sind, schließen Polyalkylenoxidreste ein, die durch ein Kohlenstoffatom bzw. Sauerstoffatom gebunden sind. Die Begriffe „C₂-C₂₀-Alkenyl" und „Alkadienyl" bedeuten Alkylreste mit einer bzw. zwei Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen in der Kette. Der Begriff „C₅-C₇-Cycloalkyl" bedeutet cycloaliphatische Kohlenwasserstoffreste mit 5 bis 7 Kohlenstoffatomen. Beispiele für C₅-C₇-Cycloalkyl sind Cyclopentyl, Cyclohexyl und Cycloheptyl. Die Begriffe „C₅-C₇-Cycloalkenyl" oder „Cycloalkadienyl" bedeuten Cycloalkylreste mit einer bzw. zwei Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen im Ring. Die Begriffe „C₇-C₁₆-Aralkyl" und „C₇-C₃₀-Aralkyl" bedeuten C₁-C₆-Alkyl, das mit Phenyl oder Naphthyl (die gegebenenfalls wie vorstehend erörtert ringsubstituiert sein können) substituiert ist, so dass die Gesamtzahl an Kohlenstoffatomen 7 bis 16 beträgt, beziehungsweise C₁-C₂₄-Alkyl, das mit einem oder mehreren Benzol- oder Naphthalinringen (die gegebenenfalls wie vorstehend erörtert ringsubstituiert sein können) substituiert ist, so dass die Gesamtzahl an Kohlenstoffatomen 7 bis 30 beträgt. Beispiele für Aralkyl sind Benzyl, Phenethyl und Napthylmethyl.
Der Begriff „C₂-C₈-Alkanoyl" bedeutet geradkettige oder verzweigte Alkanoylreste mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen. Beispiele für C₂-C₈-Alkanoyl sind Acetyl, Propanoyl, Butanoyl, Pentanoyl, Hexanoyl, Heptanoyl, Octanoyl und die isomeren Formen davon. Der Begriff „C₇-C₁₆-Aralkanoyl" bedeutet C₁-C₆-Alkanoyl, das mit Benzol oder Naphtalin substituiert ist, so dass die Gesamtzahl an Kohlenstoffatomen 7 bis 16 beträgt. Ein Beispiel für C₇-C₁₁-Aralkanoyl ist Phenacetyl. Der Begriff „C₇-C₁₁-Aroyl" bedeutet Benzoyl und 1- oder 2-Naphthoyl. Der Begriff „(C₁-C₆-Alkoxy)carbonyl" bedeutet geradkettige oder verzweigte Alkoxycarbonylreste mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen im Alkoxyteil. Beispiele für (C₁-C₆-Alkoxy)carbonyl sind Methoxycarbonyl, Ethoxycarbonyl, Propoxycarbonyl, Butoxycarbonyl, Pentyloxycarbonyl, Hexyloxycarbonyl und die isomeren Formen davon. Der Begriff „(C₇-C₁₆-Aralkoxy)carbonyl" bedeutet (C₁-C₆-Alkoxy)carbonyl, das mit C₆-C₁₉-Aryl substituiert ist, so dass die Gesamtzahl an Kohlenstoffatomen im Aralkoxyteil 7 bis 16 beträgt. Ein Beispiel für (C₇-C₁₆-Aralkoxy)carbonyl ist Benzyloxycarbony (auch bekannt als Carbobenzoxy). Der Begriff „(C₆-C₁₀-Aryloxy)carbonyl" bedeutet Phenoxycarbonyl und 1- oder 2-Naphthoxycarbonyl.
Der Begriff „Carbamoyl" bedeutet eine unsubstitutierte Aminocarbonylgruppe. Der Begriff „(C₁-C₆-Alkylamino)carbonyl" bedeutet geradkettige oder verzweigte Alkylamino-substituierte Carbonylgruppen mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen im Alkylaminoteil. Beispiele für (C₁-C₆- Alkanoyl)amino sind Methylaminocarbonyl (auch bekannt als N-Methylcarbamoyl), Ethylaminocarbonyl und dergleichen. Solche Alkylaminocarbonylreste können gegebenenfalls mit Alkyl- oder Arylresten N-substituiert sein. Der Begriff „(C₆-C₁₀-Arylamino)carbonyl" bedeutet Phenylaminocarbonyl (oder Anilinocarbonyl) und 1- oder 2-Naphthylaminocarbonyl. Solche Arylaminocarbonylreste können gegebenenfalls mit Alkyl- oder Arylresten N-substituiert sein.
Bei dem durch R dargestellten Rest kann es sich um verschiedene Amino- oder Ammoniumgruppen handeln, wenn er an ein Kohlenstoffatom gebunden ist (d. h. wobei Y ein direkte Bindung ist). Geeignete Aminogruppen können durch die Formel -NR^aR^b dargestellt sein, wobei R^a und R^b unabhängig voneinander Wasserstoff, C₁-C₆-Alkyl, C₇-C₁₆-Aralkyl oder C₆-C₁₀-Aryl sind. Geeignete Ammoniumgruppen können durch die Formel -NR^cR^dR^e+ dargestellt sein, wobei R^c, R^d und R^e unabhängig voneinander Wasserstoff, C₁-C₆-Alkyl, C₇-C₁₆-Aralkyl oder C₆-C₁₀-Aryl sind, und wobei jede solcher Ammoniumgruppen mit einer stöchiometrischen Menge eines Anions (vorzugsweise Halogenid, Sulfat, Phosphat, Nitrat, Mesylat oder Tosylat oder weniger bevorzugt Hydroxid oder Carbonat) elektrisch ausgeglichen ist.
Der durch R dargestellte Rest kann auch ein Halogenatom sein, wenn er direkt an ein Kohlenstoffatom gebunden ist (d. h. wenn Y eine direkte Bindung ist). Geeignete Halogene sind Fluor, Chlor, Brom und Iod (vorzugsweise Fluor und Chlor).
Für Verbindungen, in welchen X eine Brückengruppe darstellt (d. h. wenn X keine direkte Bindung ist), kann die Brückengruppe ein -O-, -S-, -NR¹-, -SO₂-, -CO-, -Alk¹-, oder -Ar¹- Rest oder beliebige chemisch sinnvolle Kombinationen solcher Reste sein. Chemisch sinnvolle Kombinationen von -O-, -S-, -NR¹-, -SO₂-, -CO-, -Alk¹- oder -Ar¹- Resten sind diejenigen, in welchen benachbarte Atome sowohl in der Brücke als auch zwischen der Brücke und den Resten Ar und Alk, an welche sie gebunden sind, unter den zur Herstellung und zur Verwendung der dispergierbaren organischen Pigmente der Erfindung verwendeten Bedingungen stabil sind. Bevorzugte Kombinationen solcher Reste schließen Ester und Amide (wie -O-CO-, -CO-O-, -NR¹-CO-, -CO-NR¹-, -O-SO₂-, -SO₂-O-, -NR¹-SO₂- oder -SO₂-NR¹-), Kombinationen von -Alk¹- und -Ar¹- und Ester und Amidgruppen, kombiniert mit -Alk¹- und -Ar¹- Resten, ein. Eine bevorzugte einatomige Brückengruppe ist -O-.
Für Verbindungen, in welchen Y eine Brückengruppe darstellt (d. h. wenn Y keine direkte Bindung ist), kann die Brückengruppe ein -O-, -S-, -NR²-, -SO₂-, -CO-, -Alk²- oder -Ar²-Rest oder beliebige chemisch sinnvolle Kombinationen solcher Reste sein. Chemisch sinnvolle Kombinationen von -O-, -S-, -NR²-, -SO₂-, -CO-, -Alk²- oder -Ar²-Resten sind diejenigen, in welchen benachbarte Atome sowohl in der Brücke als auch zwischen der Brücke und den Resten R und Alk, an welche sie gebunden sind, unter den zur Herstellung und zur Verwendung der dispergierbaren organischen Pigmente der Erfindung verwendeten Bedingungen stabil sind. Der Rest Y ist vorzugsweise die einatomige Brückengruppe -O-.
Stärker bevorzugt schließen aromatische Polyalkylenoxid-Dispergiermittel Verbindungen der allgemeinen Formel (I) Ar-X-[-Alk-O-]_m-Alk-Y-R (I)ein, wobei
Ar ein aromatischer Kohlenwasserstoffrest (vorzugsweise Phenyl oder Naphthyl, insbesondere Phenyl, substituiert mit C₁-C₂₀-Alkyl- oder C₇-C₁₆-Aralkylresten) ist;
Alk ein C₂-C₆-Alkylen (vorzugsweise Ethylen und/oder 1,2-Propylen) ist;
X eine direkte Bindung oder eine -O-, -NR¹-, -SO₂-, -CO-, -Alk¹- oder -Ar¹-Brückengruppe oder eine chemisch sinnvolle Kombination davon ist, wobei R¹ Wasserstoff oder C₁-C₆-Alkyl ist oder R¹ an Ar durch eine direkte Bindung oder indirekt durch ein oder mehrere -SO₂-, -CO- oder -Alk¹- gebunden ist, um einen kondensierten 5- oder 6-gliedrigen Ring (vorzugsweise eine Phthalimid- oder Napththalimidgruppe) zu bilden,
Alk¹ C₁-C₈-Alkylen ist, und
Ar¹ C₆-C₁₀-Arylen ist;
R Wasserstoff, C₁-C₂₀-Alkyl (vorzugsweise C₁-C₆-Alkyl), C₇-C₁₆-Aralkyl, ein aromatischer Kohlenwasserstoffrest (vorzugsweise Phenyl oder Naphthyl), C₂-C₈-Alkanoyl, C₇-C₁₁-Aroyl, eine Sulfonsäuregruppe oder ein Salz, Ester oder Amid davon, eine Carbonsäuregruppe oder ein Salz, Ester oder Amid davon, eine Phosphonsäuregruppe oder ein Salz, Ester oder Amid davon ist;
Y eine direkte Bindung oder eine -O-, -NR²-, -SO₂-, -CO-, -Alk²- oder -Ar²-Brückengruppe oder eine chemisch sinnvolle Kombination davon bedeutet, wobei
R² Wasserstoff oder C₁-C₆-Alkyl ist;
Alk² C₁-C₈-Alkylen ist, und
Ar² C₆-C₁₀-Arylen ist; und
m ein Wert von etwa 2 bis etwa 100 (vorzugsweise 5 bis 50, stärker bevorzugt 10 bis 30) ist.
Besonders bevorzugte aromatische Polyalkylenoxid-Dispergiermittel schließen Verbindungen der Formel (I) ein Ar-X-[-Alk-O-]_m-Alk-Y-R (I)in welchen
Ar ein aromatischer Kohlenwasserstoffrest wie Phenyl oder Naphthyl (der gegebenenfalls wie vorstehend beschrieben insbesondere mit C₁-C₂₀-Alkyl oder C₇-C₃₀-Aralkylresten ringsubstituiert sein kann) ist,
X eine direkte Bindung, O oder -CO-NR¹- oder -SO₂-NR¹- ist, wobei R¹ ein Wasserstoffatom oder Alkyl (d. h. ein Amid) oder an die aromatische Gruppe durch eine -CO-Gruppe unter Bildung eines Imids (z. B. ein Phthalimid- oder Naphthalimidgruppe) gebunden ist;
Alk Ethylen, 1,2-Propylen oder eine Kombination davon ist;
m im Bereich von etwa 2 bis 100 (vorzugsweise 5 bis 50, stärker bevorzugt 10 bis 30) liegt; und
-Y-R OH oder C₁-C₆-Alkoxy ist.
Beispiele für solche aromatischen Polyalkylenoxid-Dispergiermittel sind in den U.S. Patenten 4,186,029, 4,373,930, 4,403,077, 4,436,522, 4,872,916, 5,073,585, 5,266,622, 5,466,482, 5,494,511, 5,855,662, 5,935,272, und 5,922,122, im Britischen Patent 2,090,876 und in der Deutschen Offenlegungsschrift 19,811,791 beschrieben.
Beispiele für im Handel erhältliche nicht-ionische aromatische Polyethylenoxid-Dispergiermittel schließen Emulgator 386 und Emulgator WN (beide von Bayer erhältlich) und Solsperse 27000 (erhältlich von Avecia) ein.
Ein anderes geeignetes Dispergiermittel, das wie hier beschrieben hergestellt werden kann, ist durch die Formel
dargestellt, wobei durchschnittlich s etwa 3 und t etwa 19 ist.
Die Konzentration des aromatischen Polyalkylenoxid-Dispergiermittels beträgt mindestens etwa 1 Gew.-%, bezogen auf das organische Pigment, beträgt jedoch vorzugsweise 1 bis 100 Gew.-%, stärker bevorzugt 10 bis 50 Gew.-% und besonders bevorzugt 15 bis 25 Gew.-%.
Mahlflüssigkeiten
Das Verfahren der vorliegenden Endung schließt ein Mahlgemisch ein, das ein oder mehrere rohe organische Pigmente, ein oder mehrere aromatische Polyalkylenoxid-Dispergiermittel und eine optionale Mahlflüssigkeit umfasst.
Geeignete Mahlflüssigkeiten schließen, wenn sie überhaupt verwendet werden, Wasser; niedere aliphatische Alkohole (wie Methanol), Ketone und Ketoalkohole (wie Aceton, Methylethylketon und Diacetonalkohol), Amide (wie Dimethylformamid und Dimethylacetamid), Ether (wie Tetrahydrofuran und Dioxan), Alkylenglykole und Triole (wie Ethylenglykol und Glycerol) und andere auf dem Fachgebiet bekannte organische Flüssigkeiten und Gemische davon ein. Andere Flüssigkeiten können verwendet werden, sind im Allgemeinen jedoch weniger bevorzugt.
Die Menge der Mahlflüssigkeit beträgt etwa 0 bis etwa 10 Gewichtsteile (vorzugsweise 0,1 bis 5 Gewichtsteile und stärker bevorzugt 0,5 bis 4 Gewichtsteile), bezogen auf das organische Pigment. Jedoch hängt die Flüssigkeitsmenge etwas von der Menge des zu verwendenden aromatischen Polyalkylenoxid-Dispergiermittels ab. Größere Mengen des Dispergiermittels können im Allgemeinen eher zum Nassmahlen als zum Trockenmahlen verwendet werden. Zum Beispiel wird bei Verwendung von 15 Gew.-% des aromatischen Polyalkylenoxid-Dispergiermittels, bezogen auf das organische Pigment, typischerweise etwa 1 Gewichtsteil der Mahlflüssigkeit verwendet. Weniger Dispergiermittel muss gewöhnlich während des Trockenmahlens verwendet werden.
Mahlzusatzstoffe
Mahlzusatzstoffe können ebenso in herkömmlichen Mengen (z. B. 0,1 Gew.-% bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Pigment) dem Mahlgemisch zugesetzt werden. Beispiele für geeignete Mahlzusatzstoffe schließen anorganische Verbindungen (wie Metallsalze), oberflächenaktive Mittel, andere Dispergiermittel als die vorstehend beschriebenen aromatischen Polyalkylenoxid-Dispergiermittel (wie Sulfonamid-, Carboxamid- oder Aminoalkyl-Derivate von organischen Pigmenten, insbesondere von Perylenen, Phthalocyaninen oder Chinacridonen), Netzmittel, Entschäumungsmittel, Mahlhilfen, Latexe oder Gemische davon) ein. In bestimmten Fällen können eine oder mehrere anorganische und/oder organische Basen zugesetzt werden, insbesondere, wenn das aromatische Polyalkylenoxid-Dispergiermittel säurefunktionelle Gruppen enthält.
Zusatzstoffe zur Oberflächenbehandlung
Vor, während oder sogar nach dem Mahlen kann ein Pigment mit einem geeigneten Zusatzstoff zur Oberflächenbehandlung behandelt werden, das direkt zu dem Mahlgemisch zugegeben werden kann. Geeignete Zusatzstoffe zur Oberflächenbehandlung schließen Acryl-Copolymere; Fettsäuren (wie Stearinsäure oder Behensäure) und entsprechende Amide, Ester oder Salze davon (wie Magnesiumstearat, Zinkstearat, Aluminiumstearat oder Magnesiumbehenat); Harzsäuren (wie Abietinsäure, Rosinseife, hydriertes oder dimerisiertes Rosin); C₁₂-C₁₈-Parafindisulfonsäuren; sulfonierte Dicarbonsäuren; entsprechende Ester oder Amide davon (wie Sulfosuccinate, Sulfosuccinamate und Derivate davon); Alkylphosphate und -phosphonate; langkettige Fettamine (wie Laurylamin oder Stearylamin); Polyamine (wie Polyethylenimine); quartäre Ammoniumverbindungen (wie Tri[(C₁-C₄-Alkyl)benzyl]ammoniumsalze); Alkylphenole; Alkohole und Diole (wie Stearylalkohol und Dodecan-1,2-diol); alkoxylierte Fettsäuren und -amide, alkoxylierte Alkohole, alkoxylierte Alkylphenole und Glykolester; Wachse (wie Polyethylenwachs); Polyurethane; Weichmacher (wie epoxidiertes Sojaöl); oder Kombinationen davon ein. Solche Zusatzstoffe können in Mengen bis zu etwa 20 Gew.-% (vorzugsweise 0,1 bis 20 Gew.-%, stärker bevorzugt 0,1 bis 5 Gew.-%), bezogen auf die Menge des organischen Pigments, eingebracht werden.
Vor der Durchführung des Mahlschritts können das organische Pigment (oder ein Gemisch von organischen Pigmenten), ein oder mehrere aromatische Polyalkylenoxid-Dispergiermittel, die Mahlflüssigkeit (oder das Gemisch davon) und gegebenenfalls ein oder mehrere Mahlzusatzstoffe und/oder ein oder mehrere Zusatzstoffe zur Oberflächenbehandlung in beliebiger Reihenfolge kombiniert werden. Vorzugsweise werden alle solche Komponenten vor dem Mahlen so kombiniert, dass der Gesamtgehalt an Feststoffen im Mahlgemisch mindestens etwa 10 Gew.-%, (stärker bevorzugt 20 bis 50 Gew.-%) beträgt.
Das Mahlen wird unter bekannten Trockenmahlverfahren wie Düsenmahlen, Kugelmahlen und dergleichen oder bekannten Nassmahlverfahren wie Salzkneten, Sandmahlen, Kugelmahlen und dergleichen durchgeführt. Obwohl die bestimmte Mahlapparatur im Allgemeinen nicht entscheidend ist, schließen geeignete verschiedene Mahlmedien enthaltende Mühlen Horizontalmühlen (z. B. Eiger-Mühlen, Netzsch-Mühlen und Super-Mühlen), Vertikalmühlen, Kugelmühlen, Attritoren, Vibrationsmühlen und dergleichen ein. Geeignete Mahlmedien schließen Salz, Sand, Glaskügelchen (wie Bariumtitanat-, Natronkalk- oder Borsilicatkügelchen), Keramikkügelchen (wie Zirconiumdioxid-, Zirconiumsilicat- und Aluminiumoxidkügelchen) oder Metallkügelchen (wie Edelstahl-, Kohlenstoffstahl- und Wolframcarbidkügelchen) ein. Geeignete Mühlen und Verfahren sind z. B. in U.S-Patent 5,704,556 und Pigment Handbook, Bd. III (New York: John Wiley & Sons, 1973), S. 396 beschrieben. Ungeachtet des verwendeten bestimmten Mahlverfahrens wird das Gemisch aus dem rohen organischen Pigment, dem aromatischen Polyalkylenoxid-Dispergiermittel und den optionalen Komponenten gemahlen, bis die gewünschte Teilchengröße und Teilchenverteilung erhalten werden. Abhängig von der bestimmten verwendeten Mühle wird das Mahlen im Allgemeinen bei einer Temperatur von etwa 0°C bis etwa 60°C (vorzugsweise 15°C bis 40°C) durchgeführt. Die Mahlzeiten hängen im Allgemeinen von den zu mahlenden Mengen und dem Volumen der Mühle ab. Zum Beispiel wird unter Verwendung einer Mühle mit einem Mahlkammer-Leervolumen von 300 bis 500 ml, eine Aufschlämmung, die etwa 700 g Pigment mit einem Gehalt an Feststoffen von 30 bis 50% enthält, im Allgemeinen etwa drei bis etwa acht Stunden (typischerweise etwa fünf Stunden) gemahlen.
Nach Beendigung des Mahlschritts und beliebiger optionaler Nachmahlverfahren kann das Pigment oder Mahlgemisch gegebenenfalls einer Behandlung mit einer Flüssigkeit unterzogen werden, in welcher das organische Pigment im Wesentlichen unlöslich ist. Solche Flüssigkeiten, die auch als Nicht-Lösungsmittel bezeichnet werden können, können dieselben wie oder andere als die vorstehend beschriebenen Mahlflüssigkeiten sein, oder können Flüssigkeiten sein, die im Allgemeinen nicht zum Mahlen verwendet werden. Beispiele für geeignete Flüssigkeiten zu diesem Zweck schließen Wasser; anorganische Säuren (wie Schwefel- oder Phosphorsäure); organische Säuren (wie Ameisen- oder Essigsäure); Alkohole (wie Methanol, Ethanol oder Ethylenglycol); cyclische oder offenkettige Ether (wie Dioxan, Tetrahydrofuran, Ethylenglycolmonoalkyl- oder -dialkylether und Oligo- oder Polyglycolether); Ketone (wie Aceton oder Methylethylketon); aromatische Verbindungen (wie Toluol, Xylol, Chlorbenzol, Nitrobenzol oder Chlornaphthalin); Ester (wie Methylbenzoat, Dimethylphthalat, Dimethylsuccinat oder Methylsalicylat); Amide wie (Formamid, Dimethylformamid oder N-Methylpyrrolidon) und Gemische davon ein. Solche Flüssigkeiten sollten, wenn sie überhaupt zugesetzt werden, in solchen Mengen zugesetzt werden, dass der Gesamtgehalt an Feststoffen nicht unter etwa 10% (vorzugsweise nicht unter 20%, stärker bevorzugt nicht unter 40%) reduziert wird.
Lösungsmittelbehandlungen werden im Allgemeinen bei Temperaturen zwischen etwa 10°C und etwa 200°C (vorzugsweise bei erhöhten Temperaturen im Bereich von 60°C bis 145°C durchgeführt.
Die Verwendung von Säuren als Nicht-Lösungsmittelflüssigkeit kann Ausflockung fördern (und damit Isolierung erleichtern) sowie die Bindung des aromatischen Polyalkylenoxid-Dispergiermittels an der Pigmentoberfläche verbessern. Solche geeigneten Säuren schließen verdünnte Mineralsäuren (wie Salzsäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure oder Gemische davon); und organische Säuren (wie Essigsäure, Ameisensäure oder Gemische davon) ein.
Anorganische Salze (in erster Linie zweiwertige Metallsalze), organische Salze (in erster Linie quartäre Ammoniumsalze) oder Gemische davon können ebenso zum Ausflocken des gemahlenen Pigments zur Hilfe bei der Isolierung verwendet werden.
Nach Beendigung des Mahlens kann das erhaltene Pigment vom Mahlgemisch durch ein oder mehrere auf dem Fachgebiet bekannten Isolierungsverfahren, vorzugsweise Verfahren, die nicht die Bildung eines feuchten Filterkuchens oder Presskuchens beinhalten, abgetrennt werden. Besonders geeignete Verfahren zum Auffangen von hochdispergierbaren Pigmenten der Erfindung schließen Sprühtrocknen und Gefriertrocknen ein. Es ist auch möglich, obwohl im Allgemeinen weniger bevorzugt, das Pigment durch Plattentrocknen, Drehrohrtrocknen, Zentrifugation oder Dekantierung aufzufangen. Filtration ist im Allgemeinen nicht bevorzugt.
Erfindungsgemäß hergestellte Pigmente sind zur Verwendung in einer Vielzahl von Pigmentanwendungen, insbesondere im Hinblick auf ihre ausgezeichnete Dispergierbarkeit sowie ihre Lichtstabilität und Migrationseigenschaften geeignet. Durch die Verfahren der Erfindung hergestellte Pigmente sind ohne Verzicht auf Farbeigenschaften in nassen und/oder getrockneten Beschichtungssystemen hochdispergierbar. Zum Beispiel können die konditionierten Pigmente als Komponenten in Beschichtungssystemen getrocknet und verwendet werden. Durch die Verfahren der vorliegenden Endung hergestellte konditionierte Pigmente sind z. B. in wässrigen Beschichtungssystemen leicht dispergierbar. Die konditionierten Pigmente können mit anderen Materialien wie Pigmentformulierungen (einschließlich anorganischen weißen Pigmenten wie Titandioxid (Rutile), Zement, anorganischen Pigmenten, Spülpasten mit organischen Flüssigkeiten oder Pasten, Pigmentdispersionen mit Wasser, Dispergiermitteln und, falls geeignet, Konservierungsmitteln), Beschichtungszusammensetzungen (einschließlich Farben, vorzugsweise Auto-Farben, elektronischen Beschichtungsanstrichfarben, physikalisch oder oxidativ trocknenden Lacken, Einbrennlacken, reaktiven Farben, Zweikomponenten-Farben, Farben auf Lösungsmittel- oder Wasserbasis, Emulsionsfarben für wetterbeständige Beschichtungen und Leimfarben, Drucktinten, einschließlich Tintenstrahl-Tinten oder gefärbtes Papier) gemischt werden.
Die konditionierten Pigmente der vorliegenden Erfindung sind zur Verwendung mit makromolekularen Materialien, insbesondere synthetisch hergestellten makromolekularen Materialien geeignet. Beispiele schließen Kunststoffmaterialien wie Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat und Polyvinylpropionat; Polyolefine wie Polyethylen und Polypropylen; Polyamide mit hohem Molekulargewicht; Polymere und Copolymere von Acrylaten, Methacrylaten, Acrylnitril, Acrylamid, Butadien oder Styrol; Polyurethane und Polycarbonate ein. Andere geeignete makromolekulare Substanzen schließen diejenigen natürlichen Ursprungs wie Kautschuk; diejenigen, die durch chemische Modifikation erhalten werden, wie Acetylcellulose, Cellulosebutyrat oder Viskose; oder diejenigen, die synthetisch hergestellt werden, wie Polymere, Polyadditionsprodukte und Polykondensate ein. Materialien, die konditionierte Pigmente der vorliegenden Erfindung enthalten, können jede beliebige gewünschte Gestalt oder Form, einschließlich Formgegenstände, Filme und Fasern aufweisen.
Die folgenden Beispiele veranschaulichen weiter die vorliegende Erfindung und sollen sowohl den Grundgedanken als auch den Umfang der vorliegenden Endung nicht beschränken. Der Fachmann versteht leicht, dass verschiedene Variationen vorliegen. Wenn nicht anders angegeben, beziehen sich alle Temperaturen auf Grad Celsius und alle Prozentgehalte und Teile auf Gewichtsprozent bzw. Gewichtsteile.
BEISPIELE
Das Herstellungsverfahren für konditionierte Pigmente der vorliegenden Erfindung beinhaltet das Mahlen eines Mahlgemischs, umfassend ein rohes organisches Pigment, ein aromatisches Polyalkylenoxid-Dispergiermittel und eine Mahlflüssigkeit. Beispiele für aromatische Polyalkylenoxid-Dispergiermittel, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, sind nachstehend bereitgestellt.
Dispergierbarkeiten
Die Dispergierbarkeiten wurden durch die Laser-Streuungstechnik unter Verwendung eines Laser-Streuungs-Teilchengrößen-Analysators von Brookhaven Instruments, ausgestattet mit einem Korrelator-Detektor BI-9000 unter Verwendung einer Photomultiplier-Spannung von 1,75 kV, einer Laser-Wellenlänge von 632,8 nm, einer Strahlbreite von 1 mm (nicht polarisiert), einem Detektionswinkel von 90° und einer Zellenlänge von 12 mm, bestimmt.
Erfindungsgemäße Pigmente wurden leicht unter Verwendung des folgenden Verfahrens dispergiert und erforderten zur Dispersion keine Standard-Koller und/oder Beschallungs verfahren. Pigmente, die nicht leicht dispergiert wurden, wurden nicht auf Dispergierbarkeit getestet.
Etwa 0,05 g jeder Pigmentprobe wurde in einen Glasbehälter gewogen, welchem dann 15 ml deionisiertes Wasser zugesetzt wurden. Der Behälter wurde bedeckt und mit der Hand für eine Dauer von einer Minute geschüttelt. Ein Tropfen dieses Konzentrats wurde einem Glasreagenzglas (12 mm × 75 mm), enthaltend 4 ml deionisiertes Wasser, zugesetzt und zum Mischen gewendet. Das erhaltene Gemisch wurde mit einer Geschwindigkeit von 3 Tropfen pro Sekunde einem zweiten Glasreagenzglas (12 mm × 75 mm), enthaltend 4 ml deionisiertes Wasser, zugesetzt (außer in Beispiel 2, in welchem 5 ml deionisiertes Wasser verwendet wurden), bis eine Detektorzählgeschwindigkeit von 2 bis 5 Kilozählungen pro Sekunde (kcps) erreicht war. Effektive Durchmesser und Polydispergierbarkeiten (ein Maß für Teilchengrößenverteilung) für die Testproben sind in Tabelle 1 angegeben.
Gemäß den Vergleichsbeispielen 2 bis 7 hergestellte Pigmente wurden in Wasser nicht dispergiert und konnten folglich auf Dispergierbarkeit nicht getestet werden.
Farben-Test
Tests für Farben auf Wasserbasis wurden für die vorstehend beschriebenen Pigmente unter Verwendung eines durch Wasser übertragenen Grundbeschichtung- Klarbeschichtungsfarbensystems auf Lösungsmittelbasis durchgeführt. Wässrige Dispersionen wurden unter Verwendung eines Gemischs aus 12,4% Acrylharz AROLON^® 559-G4-70 (Reichhold Chemicals, Inc.), 3,2% Hyperdispergiermittel SOLSPERSE^® 27000 (Zeneca, Inc.), 1,6% 2-Amino-2-methyl-1-propanol (Angus Chemical) und 18% konditioniertem organischem Pigment hergestellt, wodurch ein Pigment-zu-Bindemittel-Verhältnis von 3 : 2 und ein Gesamtgehalt an Feststoffen von 30% erhalten wurden. Das Pigment-zu-Bindemittel-Verhältnis wurde dann mit zusätzlichem Acrylharz AROLON^® 559-G4-70 (Gesamtmenge 26%) und 25% Melainin/Formaldehydharz CYMEL^® 325 (Cytec Industries) auf 1 : 4 reduziert, wodurch ein Gesamtgehalt an Feststoffen von 50% erhalten wurde. Überton- und Transparenzmessungen wurden unter Verwendung von Filmen durchgeführt, die mit 76 μm bzw. 38 μm Nassfilmdicke und Stehenlassen bei Raumtemperatur für eine Dauer von 15 Minuten und bei 100°C für eine Dauer von 5 Minuten aufgetragen wurden. Eine Klarbeschichtung, enthaltend ein Gemisch aus 80% Alkydharz AROPLAZ^® 1453-X-50 (Reichhold Chemicals, Inc.) und 20% Melamin/Formaldehydharz CYMEL^® 325 mit einem Gesamtgehalt an Feststoffen von 57%, wurde dann auf die Grundbeschichtung mit einer Filmdicke von 76 μm aufgetragen, und man ließ dies bei Raumtemperatur für eine Dauer von 15 Minuten und bei 121°C für eine Dauer von 15 Minuten stehen.
Unterton-Tönfarben wurden aus den vorstehend beschriebenen eingeengten wässrigen Dispersionen mit einem Pigment-zu-Bindmittel-Verhältnis von 1 : 4 durch Zugabe von zusätzlichem Acrylharz AROLON^® 559-G4-70), Melamin/Formaldehydharz CYMEL^® 325 und 35% Weißdispersion TINT-AYD^® CW-5003 (Daniel Products Company) hergestellt, wodurch ein Pigment-zu-Bindemittel-Verhältnis von 1 : 1,1, ein Gesamtgehalt an Feststoffen von 55% und ein TiO₂-zu-Pigment-Verhältnis von 9 : 1 erhalten wurden. Farbmessungen wurden unter Verwendung von Filmen durchgeführt, die mit 38 μm Nassfilmdicke und Stehenlassen bei Raumtemperatur für eine Dauer von 15 Minuten und bei 100°C für eine Dauer von 5 Minuten aufgetragen wurden. Klarbeschichtungen wurden dann wie vorstehend beschrieben aufgetragen und gebrannt.
Metallische Farben wurden aus der vorstehend beschriebenen Dispersion mit einem Pigment-zu-Bindmittel-Verhältnis von 3 : 2 unter Verwendung eines wasserdispergierbaren Aluminiumpigments (erhältlich als HYDRO PASTE^® 8726 von Silberlinie Manufacturing Co., Inc.), Acrylharz AROLON^® 5 59-G4-70 und Melamin/Formaldehydharz CYMEL^® 325 in Mengen, die ein Pigment-zu-Bindmittel-Verhältnis von 1 : 2, ein Aluminium-zu-Pigment-Verhältnis von 1 : 4 und einen Gesamtgehalt an Feststoffen von 43% bereitstellten, hergestellt. Farbmessungen wurden unter Verwendung von Filmen, die mit 38 μm Nassfilmdicke wie vorstehend beschrieben aufgetragen und gebrannt wurden, hergestellt. Klarbeschichtungen wurden dann wie vorstehend beschrieben aufgetragen und gebrannt.
Die Färbewerte für die konditionierten organischen Pigmente enthaltende Farben wurden auf einem Sensor-Spektrometer CS-5 Chroma von Datacolor International unter Verwendung eines D65-Leuchtmittels mit einem Winkel von 10 Grad erhalten. Alle Werte für ΔL, ΔH, ΔC und Transparenz wurden in Bezug auf das entsprechende rohe organische Pigment, das nicht mit einem Dispergiermittel auf Polyethylenoxid-Basis behandelt wurde, gemessen. Positive Werte für ΔL, ΔH, ΔC und Transparenz entsprechen helleren, gelberen chromatischeren bzw. transparenteren Proben. Subjektive qualitative Bewertungen der metallischen Reflektion (flop) wurden durch einen Fachbeobachter bestimmt.
Dispergiermittel
Die folgenden im Handel erhältlichen Dispergiermittel wurden in den Beispielen und Vergleichsbeispielen verwendet:
Dispergiermittel 1: Ein nichtionisches aromatisches Ethoxylat, erhältlich als Solsperse 27000 von Avecia
Dispergiermittel 2: Ein nichtionisches aromatisches Ethoxylat, erhältlich als Emulgator 368 von Bayer
Dispergiermittel 3: Ein nichtionisches aromatisches Ethoxylat, erhältlich als Emulgator WN von Bayer
Vergleichsdispergiermittel C1: Carbowax 1000 (erhältlich von Union Carbide), ein Polyethylenoxid mit endständigen Hydroxygruppen mit einem Molekulargewicht von etwa 1000
Vergleichsdispergiermittel C2: Acrylharz Arolon 559-G4-70 (erhältlich von Reichhold)
Vergleichsdispergiermittel C3: Jeffamine XTJ-506 (erhältlich von Huntsman), ein Amin mit einem mittleren Molekulargewicht von 1000 und der Formel
wobei durchschnittlich s etwa 3 und t etwa 19 ist.
Vergleichsdispergiermittel C4: Florasolvs Jojoba-PEG 80 (erhältlich von International Flora Technologies), ein nichtaromatisches Jojobaöl-Extrakt, gekuppelt an eine Polyoxyethylenkette von durchschnittlich 80 Wiederholungseinheiten und mit einem Molekulargewicht von etwa 3800.
Andere in den erfindungsgemäßen Beispielen verwendete Dispergiermittel wurden wie nachstehend beschrieben hergestellt.
Dispergiermittel 4
Einem Autoklaven, enthaltend 250 g deionisiertes Wasser, wurden 19,8 g (0,100 mol) 1,8-Naphthalinsäureanhydrid und 105 g (0,105 mol) Jeffamine XTJ-506 zugesetzt. Der Autoklav wurde verschlossen, unter Rühren auf 150°C erwärmt und bei 150°C für eine Dauer von 5 Stunden gehalten. Nach Abkühlen des Reaktionsgemischs wurde die erhaltene braune Flüssigkeit in ein Becherglas entleert, welchem dann 15 g entfärbende Kohle zugesetzt wurden. Nach Rühren über Nacht wurde die Suspension filtriert und der Filterkuchen mit Wasser gewaschen, wobei etwa 500 g eines amberfarbenen Filtrats mit einem Gehalt an Feststoffen von 23,63% erhalten wurden. Eine Analyse der Flüssigkeit durch HPLC zeigte einen Hauptteil des gewünschten Kondensationsprodukts der Formel
wobei durchschnittlich s etwa 3 und t etwa 19 ist.
Beispiel 1
Ein Teil mit 700 g von rohem N,N-Dimethylperylendiimidpigment (C. I. Pigment Red 179) wurde mit 105 g Dispergiermittel 1 (15% aktiv am Pigment) in 1050 g Wasser kombiniert. Die Aufschlämmung wurde für eine Dauer von 1 Stunde gerührt, um eine homogene Aufschlämmung zu bilden. Die Aufschlämmung wurde einer Horizontal-Medium-Mühle, befällt mit 0,3 bis 0,4 mm Zirconiumsilikatkügelchen, zugesetzt und für eine Dauer von 5 Stunden gemahlen. Aufgrund von Wasserverdampfung während des Mahlens betrug der Gehalt an Feststoffen am Schluss des Mahlens 49,50%. Nach Beendigung des Mahlens wurde die Mühle entleert und mit Wasser gespült und die kombinierte Aufschlämmung und Waschwasser sprühgetrocknet, um etwa 700 g konditioniertes Pigment zu erhalten.
Die Testergebnisse für die Dispergierbarkeit sind in Tabelle 1 und für Farbeigenschaften in Tabelle 2 angegeben.
Beispiel 2
Dem Verfahren von Beispiel 1 wurde mit den folgenden Ausnahmen gefolgt: 700 g rohes Perylenpigment und 105 g Dispergiermittel 2 (15% aktiv am Pigment) wurden anfänglich in 1000 g Wasser aufgeschlämmt. Die Aufschlämmung wurde für eine Dauer von 5 Stunden gemahlen, wobei während dieser Zeit Wasser zum Verdünnen des Mahlgemischs zugesetzt wurde, so dass der Gesamtgehalt an Feststoffen am Ende des Mahlens 28,71% betrug. Nach dem Mahlen wurde die entleerte Aufschlämmung und das entleerte Mahlwaschwasser kombiniert und sprühgetrocknet, um 656 g konditioniertes Pigment zu ergeben.
Die Testergebnisse für die Dispergierbarkeit sind in Tabelle 1 und für die Farbeigenschaften in Tabelle 2 angegeben.
Beispiel 3
Dem Verfahren von Beispiel 1 wurde mit den folgenden Ausnahmen gefolgt: 700 g rohes Perylenpigment und 115,8 g Dispergiermittel 3 (90,68% aktiv, 15% aktiv am Pigment) wurden anfänglich in 1000 g Wasser aufgeschlämmt. Die Aufschlämmung wurde für eine Dauer von 5 Stunden gemahlen, wobei während dieser Zeit Wasser zum Verdünnen des Mahlgemischs zugesetzt wurde, so dass der Endgehalt an Feststoffen am Ende des Mahlens 26,36%. betrug. Nach dem Mahlen wurde die entleerte Aufschlämmung und das entleerte Mahlwaschwasser kombiniert und sprühgetrocknet, um 592 g nachbearbeitetes Pigment zu ergeben.
Die Testergebnisse für die Dispergierbarkeit sind in Tabelle 1 und für die Farbeigenschaften in Tabelle 2 angegeben.
Beispiel 4
Dem Verfahren von Beispiel 1 wurde mit den folgenden Ausnahmen gefolgt: 500 g rohes Perylenpigment und 317 g Dispergiermittel 4 (23,63% aktiv, 15% aktiv am Pigment) wurden anfänglich in 600 g Wasser aufgeschlämmt. Die Aufschlämmung wurde für eine Dauer von 5 Stunden gemahlen, wobei am Beginn davon etwa 1 g 2-Amino-2-methyl-1-propanol (erhältlich als AMP-95 von Angus Chemical) zum Erhöhen des pH-Werts und Verdünnen der Aufschlämmung zugesetzt wurden. Der Endgehalt an Feststoffen am Ende des Mahlens betrug 41,56%. Nach dem Mahlen wurde die entleerte Aufschlämmung und das entleerte Mahlwaschwasser kombiniert und sprühgetrocknet, um 412 g nachbearbeitetes Pigment zu ergeben.
Die Testergebnisse für die Dispergierbarkeit sind in Tabelle 1 und für die Farbeigenschaften in Tabelle 2 angegeben.
Vergleichsbeispiel 1
Dem Verfahren von Beispiel 1 wurde mit den folgenden Ausnahmen gefolgt: 500 g rohes Perylenpigment und 75 g Vergleichsdispergiermittel C1 (15% aktiv am Pigment) wurden anfänglich in 600 g Wasser aufgeschlämmt. Während des Mahlens verdickte sich die Aufschlämmung schnell. Etwa 1 g AMP-95 wurde zum Erhöhen des pH-Werts und Verdünnen der Aufschlämmung zugesetzt. Zusätzliches Wasser wurde während den ersten 45 Minuten des Mahlens zugesetzt, so dass der Gesamtgehalt an Feststoffen der Aufschlämmung, die sich zu dem Punkt, an welchem sie nicht mehr gemahlen werden konnte, verdickte, 18,5% betrug. Diese unbrauchbare Aufschlämmung wurde ohne weitere Analyse verworfen.
Vergleichsbeispiel 2
Das rohe N,N-Dimethylperylendiimidpigment-Ausgangsmaterial, das in diesen Beispielen verwendet wurde, wurde unter Verwendung von Laser-Streuung ohne Mahlen oder Zugabe jeglichen aromatischen Polyalkylenoxid-Dispergiermittels untersucht.
Das Pigment konnte in Wasser nicht dispergiert werden und wurde folglich nicht auf Dispergierbarkeit getestet. Jedoch diente Vergleichsbeispiel 2 als Standard für den in Tabelle 2 erörterten Farbtest.
Vergleichsbeispiel 3
Ein Teil mit 750 g von rohem Perylen-Pigment-Presskuchen (33% Feststoffe) wurde mit 500 g deionisiertem Wasser, 1 g Ammoniumhydroxid und 25 g Dispergiermittel 1 (10% aktiv am Pigment) kombiniert. Die Aufschlämmung wurde nicht gemahlen, wurde jedoch stattdessen unter Verwendung eines Cowles-Blattes für eine Dauer von 2 Stunden gerührt. Das erhaltene Aufschlämmungsspray wurde getrocknet, um 272 g Pigment zu ergeben.
Das Pigment konnte in Wasser nicht dispergiert werden und wurde folglich nicht auf Dispergierbarkeit getestet. Die Testergebnisse für die Farbeigenschaften sind in Tabelle 2 angegeben.
Vergleichsbeispiel 4
Vergleichsbeispiel 3 wurde wiederholt, außer dass Dispergiermittel 1 (15% aktiv am Pigment) verwendet wurde.
Das Pigment konnte in Wasser nicht dispergiert werden und wurde folglich nicht auf Dispergierbarkeit getestet. Die Testergebnisse für die Farbeigenschaften sind in Tabelle 2 angegeben.
Vergleichsbeispiel 5
Dem Verfahren von Beispiel 1 wurde mit den folgenden Ausnahmen gefolgt: 200 g rohes Perylenpigment wurde in 800 g Wasser, enthaltend 42,85 g Vergleichsdispergiermittel C2 (70% aktiv, 15% aktiv am Pigment) und 6 g AMP-95, aufgeschlämmt. Die Aufschlämmung wurde für eine Dauer von 5 Stunden gemahlen. Nach Beendigung des Mahlens wurde die Mühle entleert und mit Wasser gespült und die kombinierte Aufschlämmung und Waschwasser wurde mit konzentrierter Salzsäure auf einen pH-Wert von 2,1 angesäuert. Die ausgeflockte Aufschlämmung wurde für eine Dauer von 1 Stunde gerührt, wonach das Pigment durch Vakuumfiltration aufgefangen wurde. Das Pigment wurde von Säure frei gewaschen, in einem Ofen bei 80°C getrocknet und in einem Mischer gemahlen, um 225 g gemahlenes Pigment zu ergeben.
Das Pigment konnte in Wasser nicht dispergiert werden und wurde folglich nicht auf Dispergierbarkeit getestet. Die Testergebnisse für die Farbeigenschaften sind in Tabelle 2 angegeben.
Vergleichsbeispiel 6
Dem Verfahren von Beispiel 1 wurde mit den folgenden Ausnahmen gefolgt: 150 g rohes Perylenpigment wurde in 500 g Wasser, enthaltend 22,5 g Vergleichsdispergiermittel C3 (15% aktiv am Pigment) aufgeschlämmt. Während des Mahlens verdickte sich die Aufschlämmung schnell. Etwa 1 g AMP-95 wurde zum Erhöhen des pH-Werts und Verdünnen der Aufschlämmung zugesetzt. Zusätzliches Wasser wurde während den ersten 45 Minuten des Mahlens zugesetzt, so dass der Gesamtgehalt an Feststoffen der Aufschlämmung, die sich zu dem Punkt verdickte, an welchem sie nicht mehr gemahlen werden konnte, etwa 22% betrug.
Diese unbrauchbare Aufschlämmung wurde ohne weitere Analyse verworfen.
Vergleichsbeispiel 7
Dem Verfahren von Beispiel 1 wurde mit den folgenden Ausnahmen gefolgt: 150 g rohes Perylenpigment wurde in 500 g Wasser, enthaltend 22,5 g Vergleichsdispergiermittel C4 (15% aktiv am Pigment) aufgeschlämmt. Während des Mahlens verdickte sich die Aufschlämmung schnell. Etwa 1 g AMP-95 wurde zum Erhöhen des pH-Werts und Verdünnen der Aufschlämmung zugesetzt. Zusätzliches Wasser wurde während den ersten 45 Minuten des Mahlens zugesetzt, so dass der Gesamt-Gehalt an Feststoffen der Aufschlämmung, die sich zu dem Punkt verdickte, an welchem sie nicht mehr gemahlen werden konnte, etwa 22% betrug.
Diese unbrauchbare Aufschlämmung wurde ohne weitere Analyse verworfen.
Vergleichsbeispiel 8
Eine gemäß Beispiel 1 hergestellte gemahlene Pigmentaufschlämmung wurde in einem Versuch zum Auffangen des gemahlenen Pigments vakuumfiltriert, jedoch wurden die fein dispergierten Pigmentteilchen durch das Filterpapier ohne Bildung eines Filterkuchens durchgeleitet und konnten nicht isoliert werden.
Ein anderer Teil derselben gemahlenen Pigmentaufschlämmung wurde unter Verwendung von konzentrierter Salzsäure auf einen pH-Wert von 2 angesäuert, um das fein dispergierte Pigment auszuflocken. Die erhaltene Suspension wurde mit deutlicher Schwierigkeit filtriert, um einen Feststoff zu erhalten, der von Säure frei gewaschen, in einem Ofen bei 60°C getrocknet und in einem Mischer gemahlen wurde. Das erhaltene Pigment konnte in Wasser nicht dispergiert werden und wurde somit nicht auf Dispergierbarkeit oder auf Farbeigenschaften getestet.
Tabelle 1: Testergebnisse für Dispergierbarkeit

Claims

Verfahren zur Herstellung dispergierbarer organischer Pigmente, umfassend: (d) Mahlen eines Gemisches, umfassend (1) ein oder mehrere organische Pigmente (2) mindestens etwa 1 Gew.-% ein oder mehrerer aromatischer Polyalkylenoxid-Dispergiermittel bezogen auf das organische Pigment, (3) 0 bis etwa 10 Gewichtsteile einer Mahlflüssigkeit, in welcher das organische Pigment im Wesentlichen unlöslich ist, bezogen auf das organische Pigment, (4) 0 bis etwa 50 Gew.-% ein oder mehrere von dem Dispergiermittel (2) verschiedene Mahlzusatzstoffe bezogen auf das organische Pigment, und (5) 0 bis etwa 20 Gew.-% ein oder mehrerer Zusatzstoffe zur Oberflächenbehandlung bezogen auf das organische Pigment, (e) gegebenenfalls Zugeben zu dem gemahlenen Pigment (6) einer oder mehrerer Flüssigkeiten, in welchen das organische Pigment im Wesentlichen unlöslich ist, in solchen Mengen, dass der Gesamtgehalt an Feststoffen nicht unter etwa 10% reduziert wird, und (7) eines oder mehrerer mehrwertiger Metallsalze und/oder eines oder mehrerer quartärer Ammoniumsalze; und (f) Isolieren des gemahlenen organischen Pigments.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das organische Pigment ein Perylen, Chinacridon, Phthalocyanin, 1,4-Diketopyrrolopyrrol oder Isoindolin ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das aromatische Polyalkylenoxid-Dispergiermittel eine Verbindung der Formel Ar-X-[Alk-O-]_m-Alk-Y-R ist, wobei Ar ein aromatischer Kohlenwasserstoffrest oder ein heteroaromatischer Rest, in welchem ein oder mehrere Ringatome N, O, S sind, oder eine Kombination davon ist; Alk ein C₂-C₆-Alkylen ist; X eine direkte Bindung oder eine -O-, -S-, -NR¹-, -SO₂-, -CO-, -Alk¹- oder -Ar¹-Brückengruppe oder eine chemisch sinnvolle Kombination aus einer oder mehreren -O-, -S-, -NR¹-, -SO₂-, -CO-, -Alk¹- oder -Ar¹-Resten bedeutet, wobei R¹ Wasserstoff, C₁-C₆-Alkyl, C₅-C₇-Cycloalkyl, C₇-C₁₆-Aralkyl, ein aromatischer Kohlenwasserstoffrest, ein heteroaromatischer Rest, in welchem ein oder mehrere Ringatome N, O, S sind oder eine Kombination davon, C₂-C₈-Alkanoyl, C₇-C₁₆-Aralkanoyl, C₇-C₁₁-Aroyl, (C₁-C₆-Alkoxy)carbonyl, (C₇-C₁₆-Aralkoxy)carbonyl, (C₆-C₁₀-Aryloxy)carbonyl, Carbamoyl, (C₁-C₆-Alkylamino)carbonyl oder (C₆-C₁₀-Arylamino)carbonyl ist, oder R¹ an Ar durch eine direkte Bindung oder indirekt durch ein oder mehrere -SO₂-, -CO- oder -Alk¹- gebunden ist, um einen kondensierten 5- oder 6-gliedrigen Ring zu bilden, Alk¹ C₁-C₈-Alkylen oder C₅-C₇-Cycloalkylen ist, und Ar¹ C₆-C₁₀-Arylen ist; R Wasserstoff, C₁-C₂₀-Alkyl, C₂-C₂₀-Alkenyl oder Alkadienyl, C₅-C₇-Cycloalkyl, C₅-C₇-Cycloalkenyl oder Cycloalkadienyl, C₇-C₁₆-Aralkyl, ein aromatischer Kohlenwasserstoffrest, ein heteroaromatischer Rest, in welchem ein oder mehrere Ringatome N, O, S sind oder Kombination davon, C₂-C₈-Alkanoyl, C₇-C₁₆-Aralkanoyl, C₇-C₁₁-Aroyl, (C₁-C₆-Alkoxy)carbonyl, (C₇-C₁₆-Aralkoxy)carbonyl, (C₆-C₁₀-Aryloxy)carbonyl, Carbamoyl, (C₁-C₆-Alkylamino)carbonyl, (C₆-C₁₀-Arylamino)carbonyl, eine Sulfonsäuregruppe oder ein Salz, Ester oder Amid davon, eine Carbonsäuregruppe oder ein Salz, Ester oder Amid davon, eine Phosphonsäuregruppe oder ein Salz, Ester oder Amid davon, oder, falls Y eine direkte Bindung ist, eine Amino- oder Ammoniumgruppe oder ein Halogenatom ist; Y eine direkte Bindung oder eine -O-, -S-, -NR²-, -SO₂-, -CO-, -Alk²- oder -Ar²-Brückengruppe oder eine chemisch sinnvolle Kombination von ein oder mehreren -O-, -S-, -NR²-, -SO₂-, -CO-, -Alk²- oder -Ar²- Gruppen bedeutet, wobei R² Wasserstoff, C₁-C₆-Alkyl, C₅-C₇-Cycloalkyl, C₇-C₁₆-Aralkyl, ein aromatischer Kohlenwasserstoffrest, ein heteroaromatischer Rest, in welchem ein oder mehrere Ringatome N, O, S sind, oder eine Kombination davon, C₂-C₈-Alkanoyl, C₇-C₁₆-Aralkanoyl, C₇-C₁₁Aroyl, (C₁-C₆-Alkoxy)Carbonyl, (C₇-C₁₆-Aralkoxy)Carbonyl, (C₆-C₁₀-Aryloxy)Carbonyl, Carbamoyl, (C₁-C₆-Alkylamino)Carbonyl oder (C₆-C₁₀-Arylamino)Carbonyl ist, mit der Maßgabe, dass, wenn R Alkyl, Alkenyl, Alkadienyl, Cycloalkyl, Cycloalkenyl, Cycloalkadienyl, Aralkyl, ein aromatischer Kohlenwasserstoffrest, ein heteroaromatischer Rest, Alkanoyl, Aralkanoyl, Aroyl, Alkoxycarbonyl, Aralkoxycarbonyl, Aryloxycarbonyl, Carbamoyl, Alkylaminocarbonyl oder Arylaminocarbonyl ist, dann kann R² auch an R direkt durch eine Bindung oder indirekt durch ein oder mehrere -SO₂-, -CO- oder -Alk²- gebunden sein, um einen 5- oder 6-gliedrigen Ring zu bilden, Alk² C₁-C₈Alkylen oder C₅-C₇-Cycloalkylene ist, und Ar² C₆-C₁₀-Arylen ist; und m ein Wert von etwa 2 bis etwa 100 ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das aromatische Polyalkylenoxid-Dispergiermittel eine Verbindung der Formel Ar-X-[-Alk-O-]_m-Alk-Y-R ist, wobei Ar ein aromatischer Kohlenwasserstoffrest ist; X eine direkte Bindung, O oder -CO-NR¹- ist, wobei R¹ Wasserstoff oder Alkyl ist, oder an den aromatischen Rest durch eine -CO- Gruppe gebunden ist, um ein Imid zu bilden; Alk Ethylen, 1,2-Propylen oder eine Kombination davon ist; Y gleich O ist; R Wasserstoff oder C₁-C₆-Alkyl ist; und m ein Wert von etwa 2 bis etwa 100 ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das aromatische Polyalkylenoxid-Dispergiermittel eine Verbindung der Formel Ar-X-[-Alk-O-]_m-Alk-Y-R ist, wobei Ar eine gegebenenfalls am Ring substituierte Phenyl- oder Naphthylgruppe ist; X eine direkte Bindung, O oder -CO-NR¹- ist, wobei R¹ an den aromatischen Rest durch eine -CO- Gruppe gebunden ist, um ein Imid zu bilden; Alk Ethylen, 1,2-Propylen oder eine Kombination davon ist; Y gleich O ist; R Wasserstoff oder C₁-C₆-Alkyl ist; und m ein Wert von etwa 2 bis etwa 100 ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das gemahlene organische Pigment durch Sprühtrocknen oder Gefriertrocknen isoliert wird.
Pigmentzusammensetzung, hergestellt nach dem Verfahren nach Anspruch 1.
Pigmentierte Beschichtungszusammensetzung, die als Pigment eine Pigmentzusammensetzung, hergestellt nach Anspruch 1, enthält.
Wässrige Pigmentdispersion, umfassend ein konditioniertes organisches Pigment, hergestellt durch das Verfahren nach Anspruch 1, in einem flüssigen wässrigen Medium.
Beschichtungszusammensetzung, umfassend eine Pigmentdispersion nach Anspruch 9 und ein flüssiges wässriges Medium.